CN111356544B - 复合传热部件及复合传热部件的制造方法 - Google Patents

复合传热部件及复合传热部件的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种复合传热部件(9)，其具有碳板(1)及包覆板(1)的表面的金属的铸造成型体(8)。

Description

复合传热部件及复合传热部件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种复合传热部件及复合传热部件的制造方法。
背景技术
作为使从电子零件或电子机器产生的热转移的散热片的材料，正在使用铜板或石墨烯的层叠体。
其中，石墨烯的层叠体与铜板相比导热率高而且比重小，因此在能够小型化及轻型化等观点上作为散热片的材料而有用。
另一方面，通常，石墨烯的层叠体的组成较脆，因此有可能会因在与如电子零件或电子机器那样的热源接触或者安装于安装部时的应力而损坏。
因此，正在使用由铜或铝等金属包覆石墨烯的层叠体来提高整体的强度的复合传热部件。
专利文献1:日本专利申请公开2011-23670号公报
专利文献2:日本专利申请公开2012-238733号公报
但是，在前述复合传热部件中，石墨烯的层叠体与金属的接合界面中的热阻大，因此导致复合传热部件的整体的导热率降低。
发明内容
根据一个方面，其目的在于提供一种能够提高导热率的复合传热部件及其制造方法。
根据以下公开的技术的一个观点，提供一种复合传热部件，具有：碳板；及包覆所述板的表面的金属的铸造成型体。
并且，根据公开的技术的另一观点，提供一种复合传热部件的制造方法，具有：在铸型的空腔内配置碳板的工序；及通过向所述空腔内供给所熔融的金属来形成所述金属的铸造成型体，并利用该铸造成型体包覆所述板的表面的工序。
根据以下公开的技术，碳板的表面被金属的铸造成型体包覆，因此铸造成型体与板的表面面接触的同时，由于形成铸造成型体时的铸造成型体与板的收缩量的不同而铸造成型体按压板的表面。
由此，铸造成型体牢固密合于板的表面上。因此，铸造成型体与板的接合界面中的热阻降低，从而能够提高复合传热部件的导热率。
附图说明
图1A是第1实施方式所涉及的复合传热部件的制造中途的剖视图(其一)。
图1B是第1实施方式所涉及的复合传热部件的制造中途的剖视图(其二)。
图2是第1实施方式所涉及的复合传热部件的制造中途的剖视图(其三)。
图3是表示第1实施方式的板的结构的立体图。
图4A是表示第1实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图4B是图4A中的I-I线下的剖视图。
图5A是表示在热阻比的计算中所使用的模型、作为发热部的点状热源及冷却部的位置关系的俯视图。
图5B是表示在热阻比的计算中所使用的模型、作为发热部的点状热源及冷却部的位置关系的侧视图。
图6是表示计算出第1实施方式的复合传热部件及比较例的传热部件的热阻比的结果的曲线图。
图7是表示第1实施方式的第1变形例的板的结构的立体图。
图8A是表示第1实施方式的第1变形例所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图8B是图8A中的III-III线下的剖视图。
图9A是表示第1实施方式的第2变形例的板的结构的立体图。
图9B是图9A中的IV-IV线下的剖视图。
图10A是表示第1实施方式的第2变形例所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图10B是图10A中的V-V线下的剖视图。
图11A是第2实施方式所涉及的复合传热部件的制造中途的剖视图(其一)。
图11B是第2实施方式所涉及的复合传热部件的制造中途的剖视图(其二)。
图12是第2实施方式所涉及的复合传热部件的制造中途的剖视图(其三)。
图13A是表示第2实施方式的托盘的结构的立体图。
图13B是图13A中的VI-VI线下的剖视图。
图14A是表示在第2实施方式中板被容纳于托盘中的状态的结构的立体图。
图14B是图14A中的VII-VII线下的剖视图。
图15是表示铸造装置的结构的图。
图16A是表示第2实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图16B是图16A中的VIII-VIII线下的剖视图。
图17A是表示第2实施方式的变形例中的板的结构的立体图。
图17B是图17A中的IX-IX线下的剖视图。
图18A是表示第2实施方式的变形例中的托盘的结构的立体图。
图18B是图18A中的X-X线下的剖视图。
图19A是表示在第2实施方式的变形例中板被容纳于托盘中的状态的结构的立体图。
图19B是图19A中的XI-XI线下的剖视图。
图20A是表示第2实施方式的变形例所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图20B是图20A中的XII-XII线下的剖视图。
图21A是表示第3实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图21B是图21A中的XIII-XIII线下的剖视图。
图22是表示第4实施方式的板的结构的立体图。
图23A是表示第4实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图23B是图23A中的XIV-XIV线下的剖视图。
图24是表示第4实施方式的板中的热的传递路径的例子的图。
图25A是表示第4实施方式的变形例中的板的结构的立体图。
图25B是图25A中的XV-XV线下的剖视图。
图26A是表示第4实施方式的变形例所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图26B是图26A中的XVI-XVI线下的剖视图。
图27A是表示在第5实施方式中板被容纳于托盘中的状态的结构的立体图。
图27B是图27A中的XVII-XVII线下的剖视图。
图28A是表示第5实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图28B是图28A中的XVIII-XVIII线下的剖视图。
图29A是表示第5实施方式的变形例中的板的结构的立体图。
图29B是图29A中的XIX-XIX线下的剖视图。
图30A是表示在第5实施方式的变形例中板被容纳于托盘中的状态的结构的立体图。
图30B是图30A中的XX-XX线下的剖视图。
图31A是表示第5实施方式的变形例所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图31B是图31A中的XXI-XXI线下的剖视图。
图32A是表示第6实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图32B是图32A中的XXII-XXII线下的剖视图。
图33是表示第7实施方式的托盘的结构的立体图。
图34是表示在第7实施方式中XZ传热部件及XY传热部件被容纳于托盘中的状态的结构的立体图。
图35A是表示第7实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图35B是图35A中的XXIII-XXIII线下的剖视图。
图36是表示第7实施方式的变形例的托盘的结构的立体图。
图37是表示在第7实施方式的变形例中XZ传热部件及XY传热部件被容纳于托盘中的状态的结构的立体图。
图38A是表示第7实施方式的变形例所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图38B是图38A中的XXIV-XXIV线下的剖视图。
图39是表示第8实施方式所涉及的复合传热部件的立体图。
图40是表示第8实施方式所涉及的复合传热部件中所包括的板的结构的立体图。
图41是表示第8实施方式所涉及的复合传热部件中所包括的板的局部结构的立体图。
图42是表示第8实施方式的板中的热的传递路径的例子的图。
图43是表示第9实施方式所涉及的复合传热部件的局部剖视图。
图44是表示第9实施方式的第1变形例所涉及的复合传热部件的局部剖视图。
图45是表示第9实施方式的第2变形例所涉及的复合传热部件的局部剖视图。
图46是表示第9实施方式的第3变形例所涉及的复合传热部件的局部剖视图。
图47A是表示第10实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图。
图47B是表示第10实施方式所涉及的复合传热部件的结构的俯视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
对本实施方式所涉及的复合传热部件，一边追随其制造方法一边进行说明。
图1A～图2是本实施方式所涉及的复合传热部件的制造中途的剖视图。
本实施方式中，以如下方式制造散热片作为复合传热部件。
首先，如图1A所示，准备碳板1作为构成复合传热部件的一个传热部件。
图3是表示该板1的结构的立体图。
如图3所示，板1为层叠石墨烯2而形成的板状的传热部件。
在该板1中，向Y方向层叠有石墨烯2。即，向相对于板1的厚度方向(Z方向)垂直的方向层叠有石墨烯2。
并且，石墨烯2的面内方向成为X-Z方向。
通常，石墨烯2的层叠体中，石墨烯2的面内方向的导热率高于石墨烯2的层叠方向的导热率。
因此，板1具有X方向及Z方向的导热率高于Y方向的导热率的导热各向异性。以下，将这种X方向及Z方向的导热率高于Y方向的导热率的传热部件也称为XZ传热部件。
此时，板1的在X方向及Z方向上的导热率成为约800W/m·k，在Y方向上的导热率成为10～20W/m·k左右。
板1的材料并不限定于石墨烯2的层叠体。例如，作为该材料，能够使用石墨、高取向性热解石墨(Highly 0riented Pyrolytic Graphite：HOPG)或金刚石。
并且，板1的上表面1a及下表面1b为矩形状。该上表面1a及该下表面1b的长边所延伸的方向成为X方向，短边所延伸的方向成为Y方向。
而且，如图1A所示，在这种结构的板1的X方向上的两个端部安装固定件3，将这些设置于铸型4的下部4b的内侧的空间内。
接着，在下部4b之上载置铸型的上部4a并进行固定。由此，在下部4b与上部4a之间形成空腔6。
如此，在铸型4的空腔6内配置板1。
接着，如图1B所示，作为后述的铸造成型体的材料准备700℃左右的温度的所熔融的金属7，并将该所熔融的金属7从铸型4的上部4a的注入口4c注入。
如此，将所熔融的金属7供给到铸型4的空腔6内。
金属7的种类并无特别限定。例如，能够使用镁合金或铝合金作为金属7。
本实施方式中，作为金属7，使用在镁中包括铝和锌且导热率为51～100W/m·k左右的镁合金。而且，通过将该镁合金以700℃左右的温度进行加热来形成所熔融的金属7。
另一方面，铸型4的温度低于镁合金的凝固温度(约400℃)。
因此，所熔融的金属7被供给到空腔6内之后立即开始凝固。
接着，如图2所示，将金属7的温度降低至室温左右来形成包覆板1的除了安装有固定件3的部分以外的表面的铸造成型体8。
此时，铸造成型体8转印板1的表面的凹凸的形状，从而使得铸造成型体8与板1的表面面接触。
并且，关于作为铸造成型体8的材料的镁合金，在温度从凝固温度下降至室温时进行收缩。另一方面，此时，作为板1的材料的石墨烯2的层叠体几乎不收缩或者稍微膨胀。
如此，由于热膨胀率的不同而在铸造成型体8与板1之间产生收缩量的不同，从而如图2中的虚线圆内的箭头所示使得铸造成型体8按压板1的表面。
由此，铸造成型体8牢固密合于板1的表面上。
因此，铸造成型体8与板1的接合界面中的热阻降低，从而提高铸造成型体8与板1的导热效率。
之后，将铸型4的上部4a从下部4b取下，并进一步将板1及铸造成型体8连同固定件3从下部4b取出。而且，切断板1及铸造成型体8的一部分，并去除固定件3及毛刺等。
如上，完成本实施方式所涉及的复合传热部件9的基本结构。
图4A是表示该复合传热部件9的结构的立体图，图4B是该结构的I-I线下的剖视图。
如图4A、图4B所示，复合传热部件9具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板1及作为另一个传热部件的包覆板1的除了X方向上的侧表面1c以外的表面的镁合金的铸造成型体8。
板1为X方向及Z方向的导热率高于Y方向的导热率的XZ传热部件。因此，包括板1的复合传热部件9也基本上成为XZ传热部件。
但是，板1的表面被镁合金的铸造成型体8包覆，因此也能够提高导热率比较低的Y方向的导热率。
如以上所说明，根据本实施方式所涉及的复合传热部件9，碳板1的表面被金属的铸造成型体8包覆。
因此，铸造成型体8与板1的表面面接触的同时，在铸造成型体8与板1之间产生收缩量的不同，从而如图2中的虚线圆内的箭头所示铸造成型体8按压板1的表面。
由此，铸造成型体8牢固密合于板1的表面上。因此，铸造成型体8与板1的接合界面中的热阻降低，即使不使用导热部件或导热粘结剂也能够提高复合传热部件9的导热率。
此外，由于在形成铸造成型体8时所产生的铸造成型体8与板1的收缩量的不同，即使在制造出复合传热部件9之后，在铸造成型体8中仍存在残余拉伸应力且在板1中存在残余压缩应力。
而且，例如，在150℃左右的高温环境下使用复合传热部件9时，这些残余应力即使变小也不会消失，因此如图4B的虚线圆内的箭头所示铸造成型体8持续按压板1的表面。
因此，能够维持铸造成型体8与板1的良好的导热率。
另外，本实施方式所涉及的复合传热部件9中，通过去除固定件3，板1的侧表面1c不被铸造成型体8包覆而暴露。
如上所述，在该板1中存在残余压缩应力。因此，在高温环境下使用时，能够抑制复合传热部件9向X方向热膨胀。
并且，复合传热部件9中，通过组合石墨烯2的层叠体的板1与镁合金的铸造成型体8，能够具有与铜的导热率(391W/m·k)相同程度的导热率，并且使其比重(2.1g/cm3)大幅度小于铜的比重(8.9g/cm3)。
因此，能够使复合传热部件9轻型化或小型化。
本申请发明人为了确认复合传热部件9中的热阻实际上降低的情况，作为比较例仅由铜制作传热部件，并计算出该传热部件和本实施方式所涉及的复合传热部件9的各自的热阻比。
图5A是表示在热阻比的计算中所使用的模型、作为发热部的点状热源及冷却部的位置关系的俯视图，图5B是表示它们的位置关系的侧视图。
如图5A、图5B所示，作为模型10的复合传热部件9及铜的传热部件的Y方向上的长度为37mm，Z方向上的长度即厚度为3mm。而且，一边改变模型10的X方向上的长度，一边计算出点状热源11与冷却部12之间的热阻比。
并且，点状热源11的X方向上的长度为1mm，Y方向上的长度为1mm，将该点状热源11配置于距模型10的X方向上的一个端5mm的位置。而且，将冷却部12配置于从模型10的X方向上的另一个端至10mm的区域。
图6是表示计算出本实施方式的复合传热部件9及比较例的传热部件的热阻比的结果的曲线图。在图6中，横轴表示模型10的X方向上的长度，纵轴表示试样的热阻比。
如图6所示，在模型10的X方向上的长度为70mm左右为止时，比较例的传热部件的热阻比低于本实施方式的复合传热部件9。
但是，若模型10的X方向上的长度长于70mm，则本实施方式的复合传热部件9的热阻比低于比较例的传热部件。例如，在模型10的长度为150mm的情况下，复合传热部件9的热阻比降低至比较例的传热部件的热阻比的74％左右。
根据该结果，确认到本实施方式的复合传热部件9的热阻降低的效果。
接着，对本实施方式的变形例进行说明。
(第1变形例)
上述第1实施方式中，使用XZ传热部件的板作为板1，但是本变形例中，使用具有与XZ传热部件不同的导热率各向异性的传热部件的板。
另外，在本变形例中，对与第1实施方式相同的要件标注与第1实施方式中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
图7是表示本变形例中的板的结构的立体图。
如图7所示，板13为由石墨烯2的层叠体构成的较薄的板状的传热部件。
在该板13中，向板13的厚度方向即Z方向层叠有石墨烯2。
因此，板13具有X方向及Y方向的导热率高于Z方向的导热率的导热各向异性。以下，将这种X方向及Y方向的导热率高于Z方向的导热率的传热部件也称为XY传热部件。
通过对这种结构的板13进行第1实施方式的图1A～图2的工序之后再去除固定件3及毛刺等，可以获得本变形例所涉及的复合传热部件的结构。
图8A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图8B是该结构的III-III线下的剖视图。
如图8A、图8B所示，本变形例所涉及的复合传热部件14具备石墨烯2的层叠体的板13及包覆板13的除了X方向的侧表面13c以外的表面的镁合金的铸造成型体8。
如上所述，板13为X方向及Y方向的导热率高于Z方向的导热率的XY传热部件。因此，包括板13的复合传热部件14也基本上成为XY传热部件。
但是，板13的表面被镁合金的铸造成型体8包覆，因此也能够提高导热率比较低的Z方向的导热率。
(第2变形例)
本变形例中，使用与板1的形状不同的板。
另外，在本变形例中，对与第1实施方式相同的要件标注与第1实施方式中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
图9A是表示本变形例的板的结构的立体图，图9B是该结构的IV-IV线下的剖视图。
如图9A、图9B所示，与第1实施方式的板1相同地，板15为由石墨烯2的层叠体形成的较薄的板状的XZ传热部件。
另一方面，本变形例的板15与第1实施方式的板1不同，其设置有从上表面15a到下表面15b的贯穿孔15d。
设置该贯穿孔15d的位置及数量并无特别限定。本实施方式中，在板15的X方向的中央沿Y方向隔开间隔而设置两个贯穿孔15d。
通过对这种结构的板15进行第1实施方式的图1A～图2的工序之后再去除固定件3及毛刺等，可以获得本变形例所涉及的复合传热部件的结构。
图10A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图10B是该结构的V-V线下的剖视图。
如图10A、图10B所示，本变形例所涉及的复合传热部件16具备石墨烯2的层叠体的板15及包覆板15的除了X方向的侧表面15c以外的表面的镁合金的铸造成型体8。
根据本变形例，铸造成型体8的一部分8a被填充于板15的贯穿孔15d中。
由此，经由该一部分8a连结包覆板15的上表面15a的铸造成型体8与包覆下表面15b的铸造成型体8。
如上所述，由于在形成铸造成型体8时所产生的铸造成型体8与板15的收缩量的不同，如箭头所示在铸造成型体8中仍存在残余拉伸应力TS。
而且，即使在高温环境下使用复合传热部件16时，该残余拉伸应力TS也不会消失，因此如虚线圆内的箭头所示铸造成型体8持续按压板15的表面。因此，能够维持铸造成型体8与板15的良好的导热率。
(第2实施方式)
本实施方式中，通过与第1实施方式不同的铸造方法来制造复合传热部件。
图11A～图12是本实施方式所涉及的复合传热部件的制造中途的剖视图。另外，在图11A～图12中，对与第1实施方式相同的要件标注与第1实施方式中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
本实施方式中，以如下方式制造散热片作为复合传热部件。
首先，如图11A所示，准备作为构成复合传热部件的一个传热部件的碳板1及容纳该板1的金属的托盘17。
其中，板1为由石墨烯2的层叠体形成的较薄的板状的XZ传热部件。
另一方面，托盘17为如下结构。
图13A是表示该托盘17的结构的立体图，图13B是该结构的VI-VI线下的剖视图。
如图13A、图13B所示，托盘17为上表面开口的有底的金属容器。
并且，在托盘17的外侧表面17a的下侧设置有凹部17b。对该凹部17b的功能将进行后述。
形成托盘17的金属的种类并无特别限定。例如，能够使用镁合金或铝合金作为形成托盘17的金属。本实施方式中，作为该金属，使用在镁中包括铝和锌且导热率为51～100W/m·k左右的镁合金。
托盘17的制作方法也并无特别限定。例如，能够通过后述的触变成型法(Thixomolding)或压铸法来制作托盘17。
准备这种结构的板1及托盘17之后，将板1容纳于托盘17中。
图14A是表示板1被容纳于托盘17中的状态的结构的立体图，图14B是该结构的VII-VII线下的剖视图。
如图14A、图14B所示，板1以板1的表面中的下表面1b与托盘17的内侧底面17c(参考图13A、图13B)接触的方式被容纳于托盘17中。
由此，板1的下表面1b及侧表面1c被托盘17包覆，并仅暴露板1的上表面1a。
而且，将板1被容纳于托盘17中的状态下的板1及托盘17配置于铸造装置的模具的空腔内。
图15是表示该铸造装置的结构的图。该图15中，一并示出后述的成型部的局部截面结构。
如图15所示，铸造装置18为通过触变成型法制造金属的铸造成型体的装置，所述铸造装置18具备原料供给部19、熔融金属注射部20及成型部21。
其中，原料供给部19与熔融金属注射部20连结，并将成为后述的所熔融的金属原料的金属片供给到熔融金属注射部20中。
成为原料的金属片的种类并无特别限定。例如，作为金属片，能够使用镁合金片或铝合金片。本实施方式中，作为该金属片，使用在镁中包括铝和锌且导热率为51～100W/m·k左右的镁合金片。
熔融金属注射部20熔融从原料供给部19所供给的金属片，并一边对所熔融的金属施加压力一边将该所熔融的金属注入到成型部21中。
该熔融金属注射部20具备缸体22、包覆缸体22的外侧表面的加热器23及设置于缸体22的内侧空间内的未图示的螺杆。对这些缸体22、加热器23及螺杆的动作将进行后述。
成型部21具备安装于固定板24上的固定式模具25及安装于活动板26上的活动式模具27，通过移动活动式模具27，在固定式模具25与活动式模具27之间封闭(形成)空腔28或者开放空腔28。
在这种结构的铸造装置18中，如图11A所示，将在板1被容纳于托盘17中的状态下的板1及托盘17以托盘17的外侧底面17d与固定式模具25的表面25a接触的方式载置于固定式模具25的表面25a上，并通过未图示的固定件进行固定。
之后，使活动式模具27移动到固定式模具25侧，从而在固定式模具25与活动式模具27之间形成空腔28。
如此，在模具25、27的空腔28内配置板1被容纳于托盘17中的状态下的板1及托盘17。
接着，以如下方式向空腔28内供给所熔融的金属。
首先，铸造装置18的熔融金属注射部20中，通过加热器23预先对缸体22进行加热。本实施方式中，使用镁合金片作为原料，因此通过加热器23预先以接近镁合金的融点的600℃左右的温度对缸体22进行加热。
并且，成型部21中，通过未图示的加热器预先将固定式模具25及活动式模具27加热至300℃左右的温度。
在这种状态的铸造装置18中，从原料供给部19向缸体22内投入镁合金片作为原料。而且，使未图示的螺杆在缸体22内旋转。
由此，镁合金片在缸体22内成为固液共存的半熔融状态。而且，基于螺杆的旋转的剪断应力被施加于该状态的镁合金上，从而树枝状的固相被细小地切断而成为粒状。
其结果，在缸体22内形成粘度降低而流动性增大的触变状态的镁合金。并且，通过使螺杆旋转，触变状态的镁合金一边被施加压力一边作为所熔融的金属29而被注入到成型部21中。
如此，如图11B所示，将所熔融的金属29供给到成型部21的模具25、27的空腔28内。
如上所述，模具25、27的温度成为比镁合金的凝固温度(约400℃)低的300℃左右的温度。因此，所熔融的金属29被供给到空腔28内之后立即开始凝固。
接着，如图12所示，通过关闭未图示的模具25、27的加热器，使金属29的温度下降至室温左右，从而形成包覆托盘17的外侧表面17a及板1的上表面1a的铸造成型体30。
此时，铸造成型体30转印托盘17的外侧表面17a及板1的上表面1a的凹凸的形状，从而使得铸造成型体30与托盘17的外侧表面17a及板1的上表面1a面接触。
并且，在温度从凝固温度下降至室温时，作为铸造成型体30的材料的镁合金进行收缩。另一方面，此时，作为板1的材料的石墨烯2的层叠体几乎不收缩或者稍微膨胀。
如此，由于在所熔融的金属29凝固之后在铸造成型体30与板1之间产生收缩量的不同，从而如图12中的虚线圆内的箭头所示使得铸造成型体30按压板1的上表面1a。
由此，铸造成型体30牢固密合于板1的上表面1a上。
因此，铸造成型体30与板1的接合界面中的热阻降低，从而提高铸造成型体30与板1的导热率。
而且，在形成铸造成型体30时，铸造成型体30的一部分被填充于托盘17的外侧表面17a的凹部17b内，从而形成嵌合于该凹部17b的凸部30b。
之后，移动活动式模具27，以使其远离固定式模具25，并从固定式模具25取出包覆板1及托盘17的状态的铸造成型体30。
而且，切断板1、托盘17及铸造成型体30的一部分，并去除未图示的固定件及毛刺等。
如上，完成本实施方式所涉及的复合传热部件31的基本结构。
图16A是表示该复合传热部件31的结构的立体图，图16B是该结构的VIII-VIII线下的剖视图。
如图16A、图16B所示，复合传热部件31具备作为一个传热部件的板1及作为另一个传热部件的托盘17和铸造成型体30，板1为石墨烯2的层叠体，托盘17为包覆板1的除了上表面1a以外的表面的镁合金，铸造成型体30为包覆板1的上表面1a的镁合金。
板1为X方向及Z方向的导热率高于Y方向的导热率的XZ传热部件。因此，包括板1的复合传热部件31也基本上成为XZ传热部件。
但是，板1的表面被镁合金的托盘17及铸造成型体30包覆，因此也能够提高导热率比较低的Y方向的导热率。
如以上所说明，根据本实施方式所涉及的复合传热部件31，碳板1的表面被金属的托盘17及铸造成型体30包覆。
尤其，板1的上表面1a被铸造成型体30包覆。
因此，通过铸造成型体30与板1的上表面1a面接触的同时，在形成铸造成型体30时在铸造成型体30与板1之间产生收缩量的不同，从而使得铸造成型体30按压板1的上表面1a。
由此，铸造成型体30牢固密合于板1的上表面1a上。
因此，铸造成型体30与板1的接合界面中的热阻降低，从而在不使用导热部件或导热粘结剂的情况下能够提高铸造成型体30与板1的导热率。
此外，由于在形成铸造成型体30时所产生的铸造成型体30与板1的收缩量的不同，即使在制造出复合传热部件31之后，在铸造成型体30中仍存在残余拉伸应力且在板1中存在残余压缩应力。
而且，即使在高温环境下使用复合传热部件31时，这些残余应力也不会消失，因此如图16B中的虚线圆内的箭头所示铸造成型体30持续按压板1的上表面1a。
因此，能够维持铸造成型体30与板1的良好的导热率。
并且，复合传热部件31中，通过组合石墨烯2的层叠体的板1与镁合金的托盘17及铸造成型体30，能够具有与铜的导热率相同程度的导热率，并且使其比重大幅度小于铜的比重。
因此，能够使复合传热部件31轻型化或小型化。
此外，板1被容纳于金属的托盘17中，因此组成为较脆且容易破裂的板1的处理变得容易。
并且，根据本实施方式，在托盘17的外侧表面17a的凹部17b中嵌合有铸造成型体30的凸部30b，因此能够抑制铸造成型体30从托盘17脱落。
上述本实施方式中，通过触变成型法形成铸造成型体30，但是铸造成型体30的形成方法并不限定于此。例如，也可以通过压铸法来形成铸造成型体。
并且，将作为XZ传热部件的板1容纳于托盘17中，但是也可以将作为图7所示的XY传热部件的板13容纳于托盘17中。而且，也可以通过XZ传热部件的板及XY传热部件的板来形成所期望的传热路径，并容纳于托盘17中。
(变形例)
本变形例中，使用与上述第2实施方式的形状不同的板及托盘。
另外，在本变形例中，对与第2实施方式相同的要件标注与第2实施方式中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
图17A是表示本变形例中的板的结构的立体图，图17B是该结构的IX-IX线下的剖视图。
如图17A、图17B所示，与第2实施方式的板1相同地，板32为由石墨烯2的层叠体形成的较薄的板状的XZ传热部件。
另一方面，本变形例中的板32与第2实施方式的板1不同，其设置有从上表面32a贯穿到下表面32b的贯穿孔32d。
设置该贯穿孔32d的位置及数量并无特别限定。本实施方式中，在板32的X方向上的左侧端部、中央及右侧端部，沿Y方向隔开间隔而设置各两个贯穿孔32d。
并且，图18A是表示本变形例的托盘的结构的立体图，图18B是该结构的X-X线下的剖视图。
如图18A、图18B所示，托盘33为上表面开口的有底的金属容器。
并且，在托盘33的外侧表面33a的下侧设置有凹部33b。
而且，在托盘33的底部中，在中央设置有第1开口33e，并在左侧端部及右侧端部设置有比第1开口33e大的第2开口33f。对设置这些开口33e、33f的位置及数量将进行后述。
并且，第1开口33e及第2开口33f呈宽度从托盘33的外侧底面33d朝向内侧底面33c逐渐变窄的锥形形状。
形成托盘33的金属的种类并无特别限定。
例如，能够使用镁合金或铝合金作为形成托盘33的金属。本实施方式中，作为该金属，使用在镁中包括铝和锌且导热率为51～100W/m·k左右的镁合金。
托盘33的制作方法也并无特别限定。例如，能够通过触变成型法或压铸法来制作托盘33。
准备这种结构的板32及托盘33之后，将板32容纳于托盘33中。
图19A是表示板32被容纳于托盘33中的状态的结构的立体图，图19B是该结构的XI-XI线下的剖视图。
如图19A、图19B所示，板32以板32的表面中的下表面32b与托盘33的内侧底面33c(参考图18A、图18B)接触的方式被容纳于托盘33中。
由此，板32的下表面32b及侧表面32c被托盘33包覆，并仅暴露板32的上表面32a。
并且，板32的贯穿孔32d中，中央的两个贯穿孔32d在板32的厚度方向(Z方向)上与托盘33的中央的两个第1开口33e连通。
而且，左侧端部的两个贯穿孔32d在Z方向上与比贯穿孔32d大的托盘33的左侧端部的第2开口33f连通，且右侧端部的两个贯穿孔32d在Z方向上与比贯穿孔32d大的托盘33的右侧端部的第2开口33f连通。
如此，对在板32被容纳于托盘33中的状态下的板32及托盘33进行第2实施方式的图11A～图12的工序之后再去除固定件及毛刺等，由此可以获得本变形例所涉及的复合传热部件的结构。
图20A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图20B是该结构的XII-XII线下的剖视图。
如图20A、图20B所示，本变形例所涉及的复合传热部件34具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板32及作为另一个传热部件的包覆板32的除了上表面32a以外的表面的镁合金的托盘33及包覆板32的上表面32a的镁合金的铸造成型体30。
根据本变形例，铸造成型体30的一部分30a被填充于板32的贯穿孔32d和托盘33的开口33e、33f中。
由此，经由该一部分30a连结包覆板32的上表面32a的铸造成型体30与包覆下表面32b的铸造成型体30。
如上所述，由于在形成铸造成型体30时所产生的铸造成型体30与板32的收缩量的不同，即使在制造出复合传热部件34之后，如箭头所示在铸造成型体30中仍存在残余拉伸应力TS。
而且，即使在高温环境下使用时，该残余拉伸应力TS也不会消失，因此如虚线圆内的箭头所示铸造成型体30能够持续按压板32的上表面32a。
而且，托盘33的第2开口33f大于与其连通的板32的贯穿孔32d。
因此，通过填充于该第2开口33f的铸造成型体30的一部分30a，如虚线圆内的箭头所示铸造成型体30也能够持续按压板32的下表面32b。
由此，能够维持铸造成型体30与板32的更进一步良好的导热率。
并且，根据本变形例，在托盘33的外侧表面33a的凹部33b中嵌合有铸造成型体30的凸部30b。除此以外，在托盘33的底部的锥形形状的第1开口33e及第2开口33f中嵌合有铸造成型体30的一部分30a。
由此，能够更进一步抑制铸造成型体30从托盘33脱落。
(第3实施方式)
第1实施方式及第2实施方式中，制造了散热片作为复合传热部件，但是本实施方式中，制造兼备散热器功能的散热片作为复合传热部件。
图21A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图21B是该结构的XIII-XIII线下的剖视图。另外，在图21A、图21B中，对与第2实施方式相同的要件标注与第2实施方式中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
如图21A、图21B所示，本实施方式所涉及的复合传热部件35具有基本上与第2实施方式所涉及的复合传热部件31相同的结构。
即，复合传热部件35也具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板1及作为另一个传热部件的包覆板1的除了上表面1a以外的表面的镁合金的托盘17及包覆板1的上表面1a的镁合金的铸造成型体30。
而且，复合传热部件35中，在铸造成型体30的外侧上表面30c上设置有多个翅片30d。
只要使用翅片30d形成用的活动式模具来代替第2实施方式中所使用的活动式模具27，则通过进行与第2实施方式的图11A～图12相同的工序能够获得这种结构的复合传热部件35。
如此，根据本实施方式，在铸造成型体30上设置有翅片30d。
因此，通过复合传热部件35，不仅能够使从电子零件或电子机器产生的热转移，还能够使该热从翅片30d散热。
此外，铸造成型体30和翅片30d形成为一体，因此与单独设置铸造成型体和翅片的情况相比，因不使用用于接合这些的导热部件或导热粘结剂而能够相应地降低热阻。
另外，上述本实施方式所涉及的复合传热部件35具有与第2实施方式所涉及的复合传热部件31基本上相同的结构，但是并不限定于该结构。
例如，本实施方式所涉及的复合传热部件可以具有与第1实施方式所涉及的复合传热部件9基本上相同的结构。此时，只要在铸造成型体8的外侧上表面上设置多个翅片即可。
(第4实施方式)
上述第1实施方式中，使用XZ传热部件的板作为板1，但是本变形例中，使用两种具有导热率各向异性的传热部件板。
另外，在本实施方式中，对与第1实施方式相同的要件标注与第1实施方式中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
图22是表示本实施方式的板的结构的立体图。
如图22所示，板41包括传热部件101及传热部件43。
传热部件101具有与板1相同的结构。即，传热部件101中，石墨烯2向Y方向层叠，且石墨烯2的面内方向为X-Z方向。因此，传热部件101为XZ传热部件。
传热部件43为由石墨烯2的层叠体构成的较薄的板状的传热部件。在传热部件43中，石墨烯2向传热部件43的厚度方向即Z方向层叠，且石墨烯2的面内方向为X-Y方向。因此，传热部件43为XY传热部件。
例如，传热部件43的Y方向上的尺寸与传热部件101的Y方向上的尺寸一致，传热部件43的X方向上的侧表面与传热部件101的X方向上的一个侧表面接触，且传热部件101的X方向上的一个端部与传热部件43连结。
并且，板41的上表面41a及下表面41b为矩形状。该上表面41a及该下表面41b的长边所延伸的方向为X方向，短边所延伸的方向为Y方向。
通过对这种结构的板41进行第1实施方式的图1A～图2的工序之后再去除固定件3及毛刺等，可以获得本实施方式所涉及的复合传热部件的结构。
图23A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图23B是该结构的XIV-XIV线下的剖视图。
如图23A、图23B所示，本实施方式所涉及的复合传热部件49具备石墨烯2的层叠体的板41及包覆板41的除了X方向的侧表面41c以外的表面的镁合金的铸造成型体8。
其中，对复合传热部件49中的热的传递路径进行说明。图24是表示第4实施方式的板41中的热的传递路径的例子的图。在图24中，示出XY平面内的热的传递路径。其中，假设热源100位于板41的下表面41b侧的中央。
从热源100释放的热首先经由构成传热部件101的石墨烯2中位于Y方向上的中心附近的石墨烯向Z方向传递的同时，向X方向传递(箭头A)。之后，热的一部分在传热部件101的X方向上的一个端部被传递到传热部件43中，该热经由传热部件43进一步向X方向传递的同时，向Y方向传递(箭头B)。传热部件43所传递的热的一部分被传递到传热部件101的一部分中，该热经由传热部件101向Z方向传递的同时，向X方向传递(箭头C)。而且，板41与铸造成型体8密合，因此热从铸造成型体8释放到外部。
因此，根据第4实施方式，可以获得与第1实施方式相同的效果的同时，在X方向及Y方向上能够获得优异的导热率。例如，由于在形成铸造成型体8时所产生的铸造成型体8与板41的收缩量的不同，即使在制造出复合传热部件49之后，在铸造成型体8中仍存在残余拉伸应力且在板41中存在残余压缩应力。而且，例如，在150℃左右的高温环境下使用复合传热部件49时，这些残余应力即使变小也不会消失，因此如图23B的虚线圆内的箭头所示铸造成型体8持续按压板41的表面。因此，能够维持铸造成型体8与板41的良好的导热率。
(变形例)
本变形例中，使用与板41的形状不同的板。
另外，在本变形例中，对与第4实施方式相同的要件标注与第4实施方式中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
图25A是表示本变形例的板的结构的立体图，图25B是该结构的XV-XV线下的剖视图。
如图25A、图25B所示，板44包括传热部件115来代替传热部件101。传热部件115具有与板15相同的结构。即，传热部件115为由石墨烯2的层叠体形成且设置有从上表面44a到下表面44b的贯穿孔44d的较薄的板状的XZ传热部件。
通过对这种结构的板44进行第1实施方式的图1A～图2的工序之后再去除固定件3及毛刺等，可以获得本变形例所涉及的复合传热部件的结构。
图26A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图26B是该结构的XVI-XVI线下的剖视图。
如图26A、图26B所示，本变形例所涉及的复合传热部件46具备石墨烯2的层叠体的板44及包覆板44的除了X方向的侧表面44c以外的表面的镁合金的铸造成型体8。
根据本变形例，铸造成型体8的一部分8a被填充于板44的贯穿孔44d中。
由此，经由该一部分8a连结包覆板44的上表面44a的铸造成型体8与包覆下表面44b的铸造成型体8。
与第1实施方式的第2变形例相同地，由于在形成铸造成型体8时所产生的铸造成型体8与板44的收缩量的不同，如箭头所示在铸造成型体8中仍存在残余拉伸应力TS。
而且，即使在高温环境下使用复合传热部件46时，该残余拉伸应力TS也不会消失，因此如虚线圆内的箭头所示铸造成型体8持续按压板44的表面。因此，能够维持铸造成型体8与板44的良好的导热率。
(第5实施方式)
本实施方式中，通过与第4实施方式不同的铸造方法来制造复合传热部件。即，本实施方式中，准备板41及图13A、图13B所示的托盘17，并通过与第2实施方式相同的方法来制造复合传热部件。
图27A是表示板41被容纳于托盘17中的状态的结构的立体图，图27B是该结构的XVII-XVII线下的剖视图。
如图27A、图27B所示，板41以板41的表面中的下表面41b与托盘17的内侧底面17c(参考图13A、图13B)接触的方式被容纳于托盘17中。
由此，板41的下表面41b及侧表面41c被托盘17包覆，并仅暴露板41的上表面41a。
而且，以与第2实施方式相同的方式，将在板41被容纳于托盘17中的状态下的板41及托盘17配置于铸造装置18的活动式模具27及固定式模具25的空腔28内，并向空腔28内供给所熔融的金属，从而形成铸造成型体30。
之后，移动活动式模具27，以使其远离固定式模具25，并从固定式模具25取出包覆板41及托盘17的状态的铸造成型体30。
而且，切断板41、托盘17及铸造成型体30的一部分，并去除未图示的固定件及毛刺等。
如上，完成本实施方式所涉及的复合传热部件51的基本结构。
图28A是表示该复合传热部件51的结构的立体图，图28B是该结构的XVIII-XVIII线下的剖视图。
如图28A、图28B所示，复合传热部件51具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板41及作为另一个传热部件的包覆板41的除了上表面41a以外的表面的镁合金的托盘17及包覆板41的上表面41a的镁合金的铸造成型体30。
根据这种第5实施方式，能够获得第4实施方式的效果及第2实施方式的效果。例如，由于在形成铸造成型体30时所产生的铸造成型体30与板41的收缩量的不同，即使在制造出复合传热部件51之后，在铸造成型体30中仍存在残余拉伸应力且在板41中存在残余压缩应力。而且，即使在高温环境下使用复合传热部件51时，这些残余应力也不会消失，因此如图28B中的虚线圆内的箭头所示铸造成型体30持续按压板41的上表面41a。因此，能够维持铸造成型体30与板41的良好的导热率。
(变形例)
本变形例中，使用与上述第5实施方式的形状不同的板及托盘。
另外，在本变形例中，对与第5实施方式相同的要件标注与第5实施方式中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
图29A是表示本变形例的板的结构的立体图，图29B是该结构的XIX-XIX线下的剖视图。
如图29A、图29B所示，板52包括传热部件132来代替传热部件101。传热部件132具有与板32相同的结构。即，传热部件132为由石墨烯2的层叠体形成且设置有从上表面52a到下表面52b的贯穿孔52d的较薄的板状的XZ传热部件。
作为托盘，与第2实施方式的变形例相同地，使用图18A、图18B所示的托盘33。准备板52及托盘33之后，将板52容纳于托盘33中。
图30A是表示板52被容纳于托盘33中的状态的结构的立体图，图30B是该结构的XX-XX线下的剖视图。
如图30A、图30B所示，板52以板52的表面中的下表面52b与托盘33的内侧底面33c(参考图18A、图18B)接触的方式被容纳于托盘33中。
由此，板52的下表面52b及侧表面52c被托盘33包覆，并仅暴露板52的上表面52a。
并且，板52的贯穿孔52d中，中央的两个贯穿孔52d在板52的厚度方向(Z方向)上与托盘33的中央的两个第1开口33e连通。
而且，左侧端部的两个贯穿孔52d在Z方向上与比贯穿孔52d大的托盘33的左侧端部的第2开口33f连通，且右侧端部的两个贯穿孔52d在Z方向上与比贯穿孔52d大的托盘33的右侧端部的第2开口33f连通。
如此，对板52被容纳于托盘33中的状态下的板52及托盘33进行第2实施方式的图11A～图12的工序之后再去除固定件及毛刺等，由此可以获得本变形例所涉及的复合传热部件的结构。
图31A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图31B是该结构的XXI-XXI线下的剖视图。
如图31A、图31B所示，本变形例所涉及的复合传热部件54具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板52及作为另一个传热部件的包覆板52的除了上表面52a以外的表面的镁合金的托盘33及包覆板52的上表面52a的镁合金的铸造成型体30。
根据本变形例，铸造成型体30的一部分30a被填充于板52的贯穿孔52d和托盘33的开口33e、33f中。
由此，经由该一部分30a连结包覆板52的上表面52a的铸造成型体30与包覆下表面52b的铸造成型体30。
与第2实施方式的变形例相同地，由于在形成铸造成型体30时所产生的铸造成型体30与板52的收缩量的不同，即使在制造出复合传热部件54之后，如箭头所示在铸造成型体30中仍存在残余拉伸应力TS。
而且，即使在高温环境下使用时，该残余拉伸应力TS也不会消失，因此如虚线圆内的箭头所示铸造成型体30能够持续按压板52的上表面52a。
而且，托盘33的第2开口33f大于与其连通的板52的贯穿孔52d。
因此，通过填充于该第2开口33f的铸造成型体30的一部分30a，如虚线圆内的箭头所示铸造成型体30也能够持续按压板52的下表面52b。
由此，能够维持铸造成型体30与板52的更进一步良好的导热率。
并且，根据本变形例，与第2实施方式的变形例相同地，在托盘33的外侧表面33a的凹部33b中嵌合有铸造成型体30的凸部30b。除此以外，在托盘33的底部的锥形形状的第1开口33e及第2开口33f中嵌合有铸造成型体30的一部分30a。
由此，能够更进一步抑制铸造成型体30从托盘33脱落。
(第6实施方式)
第4实施方式及第5实施方式中，制造了散热片作为复合传热部件，但是本实施方式中，与第3实施方式相同地，制造兼备散热器功能的散热片作为复合传热部件。
图32A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图32B是该结构的XXII-XXII线下的剖视图。另外，在图32A、图32B中，对与第5实施方式的变形例相同的要件标注与第5实施方式的变形例中的要件相同的附图标记，并在以下省略该说明。
如图32A、图32B所示，本实施方式所涉及的复合传热部件55具有基本上与第5实施方式的变形例所涉及的复合传热部件54相同的结构。
即，复合传热部件55也具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板52及作为另一个传热部件的包覆板52的除了上表面52a以外的表面的镁合金的托盘33及包覆板52的上表面52a的镁合金的铸造成型体30。
而且，复合传热部件55中，与第3实施方式相同地，在铸造成型体30的外侧上表面30c上设置有多个翅片30d。
只要使用翅片30d形成用的活动式模具来代替第2实施方式中所使用的活动式模具27，则通过进行与第2实施方式的图11A～图12相同的工序能够获得这种结构的复合传热部件55。
如此，根据本实施方式，在铸造成型体30上设置有翅片30d。
因此，通过复合传热部件55，不仅能够使从电子零件或电子机器产生的热转移，还能够使该热从翅片30d散热。
此外，铸造成型体30和翅片30d形成为一体，因此与单独设置铸造成型体和翅片的情况相比，因不使用用于接合这些的导热部件或导热粘结剂而能够相应地降低热阻。
另外，上述本实施方式所涉及的复合传热部件55具有与第5实施方式的变形例所涉及的复合传热部件54基本上相同的结构，但是并不限定于该结构。
例如，本实施方式所涉及的复合传热部件可以具有与第4实施方式所涉及的复合传热部件49基本上相同的结构。此时，只要在铸造成型体8的外侧上表面上设置多个翅片即可。本实施方式所涉及的复合传热部件可以具有与第5实施方式所涉及的复合传热部件51基本上相同的结构。
(第7实施方式)
本实施方式中，使用与第5实施方式的形状不同的托盘。
图33是表示第7实施方式的托盘的结构的立体图。
与托盘17相同地，第7实施方式中所使用的托盘117为金属容器，在其外侧表面117a的下侧中，与托盘17相同地，设置有凹部117b。并且，在托盘117的上表面中，形成有XZ传热部件用的五个槽117s及XY传热部件用的槽117t。各槽117s在其一个端部与槽117t连接。托盘117能够使用与托盘17相同的材料且通过相同的方法来制作。
并且，准备容纳于槽117s中的XZ传热部件72，并准备容纳于槽117t中的XY传热部件73。XZ传热部件72及XY传热部件73例如能够使用与板1或板13相同的方法来制作。
图34是表示XZ传热部件72及XY传热部件73被容纳于托盘117中的状态的结构的立体图。
XZ传热部件72以XZ传热部件72的表面中的下表面与托盘117的内侧底面接触的方式被容纳于槽117s中，且XY传热部件73以XY传热部件73的表面中的下表面与托盘117的内侧底面接触的方式被容纳于槽117t中。并且，XY传热部件73的X方向上的侧表面与各XZ传热部件72在X方向上的一个侧表面接触，且各XZ传热部件72的X方向上的一个端部与XY传热部件73连结。而且，由XZ传热部件72及XY传热部件73构成板71。
第7实施方式中，板71的下表面及侧表面被托盘117包覆，并仅暴露板71的上表面71a。
如此，对板71被容纳于托盘117中的状态下的板71及托盘117进行第2实施方式的图11A～图12的工序之后再去除固定件及毛刺等，由此可以获得本实施方式所涉及的复合传热部件的结构。
图35A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图35B是该结构的XXIII-XXIII线下的剖视图。
如图35A、图35B所示，本实施方式所涉及的复合传热部件74具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板71及作为另一个传热部件的包覆板71的除了上表面71a以外的表面的镁合金的托盘117及包覆板71的上表面71a的镁合金的铸造成型体30。
根据本实施方式，能够获得与第5实施方式相同的效果。例如，由于在形成铸造成型体30时所产生的铸造成型体30与板71的收缩量的不同，即使在制造出复合传热部件74之后，在铸造成型体30中仍存在残余拉伸应力且在板71中存在残余压缩应力。而且，即使在高温环境下使用复合传热部件74时，这些残余应力也不会消失，因此如图35B中的虚线圆内的箭头所示铸造成型体30持续按压板71的上表面71a。因此，能够维持铸造成型体30与板71的良好的导热率。
并且，通过XZ传热部件72及XY传热部件73的组合，在XY平面内的几乎所有方向上能够获得良好的导热率。
并且，镁合金比石墨烯重量轻，因此能够降低整体的重量。而且，对降低材料成本也有效。
另外，第7实施方式中，在托盘117中容纳有XZ传热部件72及XY传热部件73，但是在一个托盘中也可以容纳多个单种类的传热部件。例如，在电子零件或电磁机器中包括多个热源的情况下，可以在与这些热源对应的每个位置上容纳XZ传热部件。此时，可以进一步容纳其他XZ传热部件，以能够将热传递到托盘的外侧表面附近。
(变形例)
本变形例中，使用与第7实施方式的形状不同的托盘。
图36是表示本变形例中的托盘的结构的立体图。
与托盘17相同地，本变形例中所使用的托盘118为金属容器，在其外侧表面117a的下侧中，与托盘17相同地，设置有凹部117b。并且，在托盘118的上表面中，形成有XZ传热部件用的三个槽118s及XY传热部件用的两个槽118t。各槽118s在其两个端部与槽118t的两端连接。托盘118能够使用与托盘17相同的材料且通过相同的方法来制作。
并且，准备容纳于槽118s中的XZ传热部件76，并准备容纳于槽118t中的XY传热部件77。XZ传热部件76及XY传热部件77例如能够使用与板1或板13相同的方法来制作。
图37是表示XZ传热部件76及XY传热部件77被容纳于托盘118中的状态的结构的立体图。
XZ传热部件76以XZ传热部件76的表面中的下表面与托盘118的内侧底面接触的方式被容纳于槽118s中，且XY传热部件77以XY传热部件77的表面中的下表面与托盘118的内侧底面接触的方式被容纳于槽118t中。并且，XY传热部件77的X方向上的侧表面与各XZ传热部件76的X方向上的两个侧表面接触，且各XZ传热部件76的X方向上的两个端部与XY传热部件77连结。而且，由XZ传热部件76及XY传热部件77构成板75。
本变形例中，板75的下表面及侧表面被托盘118包覆，并仅暴露板75的上表面75a。
如此，对板75被容纳于托盘118中的状态下的板75及托盘118进行第2实施方式的图11A～图12的工序之后再去除固定件及毛刺等，由此可以获得本变形例所涉及的复合传热部件的结构。
图38A是表示该复合传热部件的结构的立体图，图38B是该结构的XXIV-XXIV线下的剖视图。
如图38A、图38B所示，本变形例所涉及的复合传热部件79具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板75及作为另一个传热部件的包覆板75的除了上表面75a以外的表面的镁合金的托盘118及包覆板75的上表面75a的镁合金的铸造成型体30。
因此，通过本变形例也能够获得与第7实施方式相同的效果。
另外，在使用第7实施方式所涉及的复合传热部件74时，优选热源位于在Y方向上位于中央的XZ传热部件72与XY传热部件73的连结位置的附近。另一方面，在使用变形例所涉及的复合传热部件79时，优选热源位于在Y方向上位于中央的XZ传热部件76的X方向上的中央的附近。使热源位于XZ传热部件72或XZ传热部件76的附近，由此能够高效率地传递热。
并且，在复合传热部件74中，优选在五个XZ传热部件72的上方设置翅片而兼备散热器，在复合传热部件79中，优选在三个XZ传热部件76的上方设置翅片而兼备散热器。这是为了获得更加优异的散热效率。
(第8实施方式)
本实施方式中，制造兼备散热器功能的散热片作为复合传热部件。
图39是表示第8实施方式所涉及的复合传热部件的立体图。图40是表示第8实施方式所涉及的复合传热部件中所包括的板的结构的立体图。图41是表示第8实施方式所涉及的复合传热部件中所包括的板的局部结构的立体图。
如图39所示，第8实施方式所涉及的复合传热部件80具有板状的基部81及从基部81直立的翅片82。例如，基部81具有与XY平面平行的上表面81a及下表面81b，且翅片82从上表面81a沿Z方向延伸。热源与下表面81b接触。复合传热部件80具备作为一个传热部件的石墨烯2的层叠体的板88及作为另一个传热部件的包覆板88的表面的镁合金的铸造成型体89。板88和铸造成型体89构成为，通过与第1实施方式或第2实施方式等相同的方法来彼此牢固密合。
如图40及图41所示，板88包括XZ传热部件85、XY传热部件86及YZ传热部件87。XZ传热部件85通过向Y方向层叠石墨烯2而构成，XY传热部件86通过向Z方向层叠石墨烯2而构成，YZ传热部件87通过向X方向层叠石墨烯2而构成。
XY传热部件86的X方向上的侧表面与XZ传热部件85的X方向上的两个侧表面接触，且XY传热部件86与XZ传热部件85连结。XZ传热部件85的Z方向上的尺寸(高度)与XY传热部件86的Z方向的尺寸(高度)大致相同，XZ传热部件85及XY传热部件86包括在基部81中。
YZ传热部件87的Y方向上的侧表面的一部分与XZ传热部件85的Y方向上的侧表面接触，且YZ传热部件87与XZ传热部件85连结。XZ传热部件85在X方向上的尺寸与YZ传热部件87的X方向上的尺寸大致相同。YZ传热部件87的与XZ传热部件85接触的部分包括在基部81中，从该部分向Z方向突出的部分包括在翅片82中。
其中，对复合传热部件80中的热的传递路径进行说明。图42是表示第8实施方式的板88中的热的传递路径的例子的图。其中，假设热源200位于XZ传热部件85的下表面侧的中央。
从热源200释放的热首先经由构成XZ传热部件85的石墨烯2中位于Y方向上的中心附近的石墨烯向Z方向传递的同时，向X方向传递(箭头D)。之后，该热在XZ传热部件85的X方向上的端部被传递到XY传热部件86中，该热经由XY传热部件86进一步向X方向传递的同时，向Y方向传递(箭头E)。XY传热部件86所传递的热的一部分被传递到XZ传热部件85的一部分中，该热经由XZ传热部件85向Z方向传递的同时，向X方向传递(箭头F)。而且，构成XZ传热部件85的石墨烯2中与YZ传热部件87接触的石墨烯所传递的热被传递到YZ传热部件87，并经由YZ传热部件87向Y方向传递的同时，向Z方向传递(箭头G)。而且，板88与铸造成型体89密合，因此热从铸造成型体89释放到外部。
(第9实施方式)
本实施方式涉及一种散热片，其作为复合传热部件兼备散热器功能。
图43是表示第9实施方式所涉及的复合传热部件的局部剖视图。
如图43所示，第9实施方式所涉及的复合传热部件90具有板状的基部91及从基部91直立的翅片92。例如，基部91具有与XY平面平行的上表面91a及下表面91b，且翅片92从上表面91a沿Z方向延伸。热源与下表面91b接触。基部91具有向Y方向层叠石墨烯而构成的XZ传热部件95及向Z方向层叠石墨烯而构成的XY传热部件96。翅片92具有向X方向层叠石墨烯而构成的YZ传热部件97。YZ传热部件97与XZ传热部件95接触的同时，从XZ传热部件95向Z方向立起。复合传热部件90具有包覆YZ传热部件97的表面的镁合金的铸造成型体99B以及包覆XZ传热部件95及XY传热部件96的表面的镁合金的铸造成型体99A。XZ传热部件95、XY传热部件96及YZ传热部件97和铸造成型体99A及99B构成为，通过与第1实施方式或第2实施方式等相同的方法来彼此牢固密合。
在如此构成的第9实施方式中，也与第8实施方式相同地，来自安装于下表面91b的热源的热经由XZ传热部件95、XY传热部件96及YZ传热部件97从铸造成型体99A及铸造成型体99B释放到外部。
(第1变形例)
本变形例中，在铸造成型体99B的结构的观点上与第9实施方式不同。
图44是表示第9实施方式的第1变形例所涉及的复合传热部件的局部剖视图。
如图44所示，本变形例所涉及的复合传热部件90A中，铸造成型体99B还包覆YZ传热部件97的XZ传热部件95侧的表面，YZ传热部件97使铸造成型体99B的一部分介于YZ传热部件97与XZ传热部件95之间而从XZ传热部件95向Z方向立起。其他结构与第9实施方式相同。
在如此构成的第1变形例中，也与第9实施方式相同地，来自安装于下表面91b的热源的热经由XZ传热部件95、XY传热部件96及YZ传热部件97从铸造成型体99A及铸造成型体99B释放到外部。
(第2变形例)
本变形例中，在YZ传热部件97及铸造成型体99B的结构的观点上与第9实施方式不同。
图45是表示第9实施方式的第2变形例所涉及的复合传热部件的局部剖视图。
如图45所示，本变形例所涉及的复合传热部件90B中，YZ传热部件97的Z方向上的尺寸小于第9实施方式中的尺寸。其他结构与第9实施方式相同。
在如此构成的第2变形例中，也与第9实施方式相同地，来自安装于下表面91b的热源的热经由XZ传热部件95、XY传热部件96及YZ传热部件97从铸造成型体99A及铸造成型体99B释放到外部。
另外，在第1变形例中，与第2变形例相同地，YZ传热部件97的Z方向上的尺寸可以小于第9实施方式中的尺寸。
(第3变形例)
本变形例中，在铸造成型体99A的结构的观点上与第9实施方式不同。
图46是表示第9实施方式的第3变形例所涉及的复合传热部件的局部剖视图。
如图46所示，本变形例所涉及的复合传热部件90C中，铸造成型体99A还包覆XZ传热部件95的YZ传热部件97侧的表面，YZ传热部件97使铸造成型体99A的一部分介于YZ传热部件97与XZ传热部件95之间而从XZ传热部件95向Z方向立起。其他结构与第9实施方式相同。
在如此构成的第3变形例中，也与第9实施方式相同地，来自安装于下表面91b的热源的热经由XZ传热部件95、XY传热部件96及YZ传热部件97从铸造成型体99A及铸造成型体99B释放到外部。
(第10实施方式)
本实施方式涉及一种适用于特定的热源的复合传热部件。
图47A是表示第10实施方式所涉及的复合传热部件的结构的立体图，图47B是该结构的俯视图。
第10实施方式所涉及的复合传热部件109具有碳板107及包覆板107的表面的镁合金的铸造成型体108。板107具有向相对于其厚度方向(Z方向)垂直的Y方向层叠石墨烯而构成的XZ传热部件105。
复合传热部件109通过安装在Y方向的尺寸为W2的热源102上来使用。而且，XZ传热部件105的Y方向上的尺寸为W1。在本实施方式中，尺寸W1与尺寸W2一致。
第10实施方式中，如图47A、图47B所示，在俯视观察时热源102以在Y方向上与XZ传热部件105重叠的方式安装于复合传热部件109上。因此，热源102所释放的热通过XZ传热部件105向X方向及Y方向高效率地传递，并释放到外部。
XZ传热部件105的Y方向(层叠方向)上的热传递性能低于X方向及Z方向上的热传递性能，因此即使在Y方向上更广泛地设置XZ传热部件105，热传递性能也大致相同。通常，与石墨烯相比，镁合金便宜，因此只要可以获得相同程度的热传递性能，则优选石墨烯的使用量少。
另外，在此所言的“一致”不是指严格意义上的一致，只要是能够在社会常规观念上视为一致的程度即可，即使不严格地一致，也能够将热源所释放的热高效率地释放到外部。例如，宽度W1优选为宽度W2的1.00倍～1.10倍，更优选为1.00倍～1.05倍。
(复合传热部件的适用例)
能够将上述第1实施方式～第10实施方式所涉及的复合传热部件适用于与热的转移相关的各种零件中。
例如，能够将作为散热片的第1实施方式、第2实施方式、第4实施方式、第5实施方式、第7实施方式及第10实施方式或它们的变形例所涉及的复合传热部件9、16、31、34、49、46、51、54、74、79、109适用于服务器的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等发热零件用的铜制的水冷套及冷却水的配管或功率模块用的基础基板。
并且，能够将作为兼备散热器功能的散热片的第3实施方式、第6实施方式、第8实施方式及第9实施方式或它们的变形例所涉及的复合传热部件35、55、80、90、90A、90B、90C适用于铝制的汽车用LED大灯的散热器或手机基站用的散热器。
本申请主张基于2017年11月20日向日本专利局申请的专利申请第2017-222862号及2018年7月11日向日本专利局申请的专利申请第2018-131470号的优先权，并包括它们的所有内容。
符号说明
1、13、15、32、41、44、52、71、75、88、107 板
1a、15a、32a、41a、44a、52a、71a、75a 板的上表面
1b、15b、32b、41b、44b、52b 板的下表面
1c、13c、15c、41c、44c、52c 板的侧表面
2石墨烯
4铸型 4a铸型的下部 4b铸型的上部
6 铸型的空腔
7、29 所熔融的金属
8、30、99A、99B、108 铸造成型体
8a、30a 铸造成型体的一部分
9、14、16、31、34、35、46、49、51、54、55、74、79、80、90、90A、90B、90C、109 复合传热部件
15d、32d、44d、52d 板的贯穿孔
17、33、117、118 托盘
17a、33a、117a 托盘的外侧表面
17b、33b、117b 托盘的凹部
17c、33c 托盘的内侧底面
17d、33d 托盘的外侧底面
18 铸造装置
25 固定式模具 25a 固定式模具的表面
27 活动式模具 28 模具的空腔
30b 铸造成型体的凸部
30c 铸造成型体的外侧上表面
30d 翅片
33e 托盘的第1开口
33f 托盘的第2开口
72、76、85、95 XZ传热部件
73、77、86、96 XY传热部件
87、97 YZ传热部件
81、91 基部
102 热源
82、92 翅片
117s、117t、118s、118t 槽

Claims (20)

1.一种复合传热部件，其特征在于，具有：
碳板；
托盘，所述托盘为上表面开口的有底的金属的容器，并且容纳所述碳板；及
金属的铸造成型体，包覆所述碳板的上表面和所述托盘的外侧表面，
所述铸造成型体转印所述托盘的所述外侧表面及所述碳板的所述上表面的凹凸形状，从而所述铸造成型体与所述托盘的所述外侧表面及所述碳板的所述上表面面接触。
2.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
在所述碳板上设置有贯穿孔，
所述铸造成型体的一部分被填充于所述贯穿孔中。
3.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
所述铸造成型体还包覆所述碳板的下表面。
4.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
在所述碳板上设置有贯穿孔，
在所述托盘的底部设置有与所述碳板的所述贯穿孔连通的开口，
所述铸造成型体的一部分被填充于所述贯穿孔和所述开口中。
5.根据权利要求4所述的复合传热部件，其特征在于，
所述开口大于所述贯穿孔，
所述铸造成型体的所述一部分包覆从所述开口暴露的所述碳板的表面。
6.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
在所述外侧表面上设置有凹部，
所述铸造成型体具有嵌合于所述凹部的凸部。
7.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
所述托盘的所述金属与所述铸造成型体的所述金属相同。
8.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
在所述铸造成型体上设置有翅片。
9.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
所述铸造成型体的所述金属为镁合金或铝合金。
10.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
所述碳板为石墨烯的层叠体。
11.根据权利要求10所述的复合传热部件，其特征在于，
所述层叠体具有向相对于所述碳板的厚度方向垂直的方向层叠的所述石墨烯。
12.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
所述碳板具有：
第1层叠体，被构成为向相对于所述碳板的厚度方向垂直的第1方向层叠石墨烯；及
第2层叠体，被构成为向与所述碳板的厚度方向平行的第2方向层叠石墨烯，
在垂直于所述第1方向及所述第2方向的第3方向上，所述第1层叠体与所述第2层叠体彼此接触。
13.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
所述碳板具有：
第1层叠体，被构成为向相对于所述碳板的厚度方向垂直的第1方向层叠石墨烯；及
第2层叠体，被构成为向与所述碳板的厚度方向平行的第2方向层叠石墨烯，
所述托盘具有：
第1槽，容纳所述第1层叠体；及
第2槽，与所述第1槽连接且容纳所述第2层叠体，
在垂直于所述第1方向及所述第2方向的第3方向上，所述第1层叠体与所述第2层叠体彼此接触。
14.根据权利要求12所述的复合传热部件，其特征在于，
具有第3层叠体，被构成为向所述第3方向层叠石墨烯，
所述铸造成型体包覆所述第3层叠体的表面，
所述第3层叠体与所述第1层叠体接触的同时，从所述第1层叠体向所述第2方向立起。
15.根据权利要求12所述的复合传热部件，其特征在于，
具有第3层叠体，被构成为向所述第3方向层叠石墨烯，
所述铸造成型体包覆所述第3层叠体的表面，
所述第3层叠体使所述铸造成型体的一部分介于所述第3层叠体与所述第1层叠体之间且从所述第1层叠体向所述第2方向立起。
16.根据权利要求1所述的复合传热部件，其特征在于，
所述碳板具有第1层叠体，被构成为向相对于所述碳板的厚度方向垂直的第1方向层叠石墨烯，
在所述第1方向上，所述第1层叠体的尺寸与安装有所述复合传热部件的热源的尺寸一致。
17.一种复合传热部件的制造方法，其特征在于，具有：
在上表面开口的有底的金属的托盘中容纳碳板的工序；
在所述托盘中容纳所述碳板的状态下，在铸型的空腔内配置所述托盘及所述碳板的工序；及
通过向所述空腔内供给熔融的金属来形成所述金属的铸造成型体，并利用该铸造成型体包覆所述碳板的上表面和所述托盘的外侧表面，在所述铸造成型体转印所述托盘的所述外侧表面及所述碳板的所述上表面的凹凸形状，从而使所述铸造成型体与所述托盘的所述外侧表面及所述碳板的所述上表面面接触的工序。
18.根据权利要求17所述的复合传热部件的制造方法，其特征在于，
所述碳板具有：
第1层叠体，被构成为向相对于所述碳板的厚度方向垂直的第1方向层叠石墨烯；及
第2层叠体，被构成为向与所述碳板的厚度方向平行的第2方向层叠石墨烯，
在垂直于所述第1方向及所述第2方向的第3方向上，所述第1层叠体与所述第2层叠体彼此接触。
19.根据权利要求17所述的复合传热部件的制造方法，其特征在于，
所述托盘具有：
第1槽；及
第2槽，与所述第1槽连接，
所述碳板具有：
第1层叠体，被构成为向相对于所述碳板的厚度方向垂直的第1方向层叠石墨烯；及
第2层叠体，被构成为向与所述碳板的厚度方向平行的第2方向层叠石墨烯，
在所述第1槽内容纳所述第1层叠体且在所述第2槽内容纳所述第2层叠体，由此在垂直于所述第1方向及所述第2方向的第3方向上，所述第1层叠体与所述第2层叠体彼此接触。
20.一种复合传热部件，其特征在于，具有：
碳板；及
包覆所述碳板的表面的金属的铸造成型体，
所述碳板具有：
第1层叠体，被构成为向相对于所述碳板的厚度方向垂直的第1方向层叠石墨烯；及第2层叠体，被构成为向与所述碳板的厚度方向平行的第2方向层叠石墨烯，
在垂直于所述第1方向及所述第2方向的第3方向上，所述第1层叠体与所述第2层叠体彼此接触。
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